题目内容
【题目】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:
t ℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_________________________________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为______。
(4)若830 ℃时,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积。平衡____移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(6)若1 200 ℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时上述反应的平衡移动方向为__________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
【答案】 吸热 700 ℃ 等于 不 逆反应方向
【解析】(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此该反应的化学平衡常数表达式K=。(2)根据表中数据可知随着反应的进行平衡常数逐渐增大,这说明升高温度平衡向正反应方向进行,所以该反应为吸热反应。(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),则此时浓度熵是[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]=0.6,所以此时的温度为700℃。(4)平衡常数只与温度有关系,温度不变平衡常数不变,则反应达到平衡后,其化学平衡常数K等于1.0。(5)反应前后体积不变,在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,平衡不移动。(6)若1 200 ℃时,在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,则此时浓度熵是[c(CO)·c(H2O)]/[c(CO2)·c(H2)]=4>2.6,所以上述反应的平衡移动方向为逆反应方向。